试谈ABS树脂调研情况.docx
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试谈ABS树脂调研情况
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ABS树脂调研情况
青岛庆昕塑料有限公司
2004年7月
一、ABS树脂简介
ABS树脂，学名丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，又名丙丁苯树脂，是苯乙烯系列树脂中发展与变化最大的品种。
ABS树脂通常是聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其中A代表丙烯腈，提供耐化学性和热稳定性，B代表丁二烯，提供韧性和抗冲击性，S代表苯乙烯，赋予刚性和易加工性。
但是，在聚丁二烯与苯乙烯和丙烯腈的接枝反应中，除生成聚丁二烯橡胶和苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物外，单体苯乙烯和丙烯腈会发生共聚生产游离SAN（丙烯腈和苯乙烯共聚物）。
所以，实际上得到的是聚丁二烯与苯乙烯、丙烯腈的接枝共聚物和游离的SAN的混合物。
商业上通常将这种混合物与其他SAN的掺混物称之为ABS树脂。
ABS树脂具有复杂的二相结构。
橡胶是分散相，SAN作为基体树脂是连续相。
橡胶以颗粒状分散在基体树脂中。
由于橡胶颗粒的存在，使ABS树脂具有更优异的性能，尤其是抗冲击性能提高几倍甚至几十倍。
ABS树脂具有抗冲击性、高刚性、耐油性、耐低温性、耐化学腐蚀性，机械性能和电气性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽性能良好，容易涂装、着色，还可以进行喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，是一种用途极广泛的热塑性工程塑料，广泛应用于机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业和建筑工业等。
改变ABS树脂中3种组分之间的比例，可以在适当的范围内调节其性能，以适应各种特殊应用。
按其配料组成的不同，ABS树脂可分为通用型、中抗冲型、高抗冲型、耐低温抗冲型、耐热型、阻燃型、透明型、耐候型等品种。
二、ABS树脂生产工艺
ABS树脂工业生产方法按技术路线可分为3类：
化学接枝法、化学接枝共混法和物理掺混法。
其中化学接枝法分为3种：
乳液接枝法、连续本体接枝聚合法、乳液接枝—本体聚合法；化学接枝共混法分为3种：
乳液接枝—乳液SAN（丙烯腈-苯乙烯共聚树脂）掺混法、乳液接枝-悬浮SAN掺混法、乳液接枝—本体SAN掺混法；物理掺混法是以ABS粉料和SAN粒料为原料，利用挤出机掺混生产ABS树脂，它仅属于塑料加工范畴，不属于传统ABS生产方法。
目前乳液接枝法、乳液接枝—乳液SAN掺混法在发达国家已被淘汰；乳液接枝—本体聚合法因需改变本体聚合配方才能生产出不同品种牌号的产品，应用不普遍；乳液接枝—悬浮SAN掺混法只适合于中小型生产装置。
因此现阶段ABS树脂生产的主要方法是：
乳液接枝—本体SAN掺混法、连续本体聚合法。
乳液接枝—本体SAN掺混法是在乳液接枝法的基础上发展起来的，是目前生产ABS树脂最主要的生产工艺，主要由接枝用主干胶乳的合成、主干胶乳与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚、本体SAN共聚物的合成以及ABS接枝共聚物与SAN树脂的掺混等步骤组成。
采用该方法生产ABS树脂的优点在于可通过调整掺混比例、添加剂的种类和数量，生产不同品种牌号的ABS树脂，技术先进可靠，产品范围宽，性能好，污染小。
ABS连续本体聚合法由日本TEC-MTC公司在20世纪80年代中期实现工业化生产，是近年来发展较快的一种生产工艺。
它与高抗冲聚苯乙烯（HIPS）的连续本体法很相似，主要区别在于反应多了丙烯腈单体。
ABS连续本体聚合主要包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和造粒等过程，将一定量聚丁二烯橡胶溶于按比例配制的苯乙烯和丙烯腈单体中，在少量溶剂存在的情况下连续加入到一个全混流反应器实现相转变，再经过多级活塞流反应器继续反应，整个聚合过程亦都伴随着接枝反应，接着在物料达到约75％的转化率后送到脱挥器将未反应的苯乙烯和丙烯腈单体与溶剂闪蒸出去并回收循环利用，熔融的物料再经过造粒得到ABS树脂成品。
上述反应器的结构与HIPS、SAN本体聚合的反应器基本相同，因此ABS连续本体生产线也可用于生产HIPS和SAN等产品。
ABS连续本体聚合法具有工艺流程简单、操作容易、污染小和投资省等特点，国外新建装置有向该工艺发展的趋势，但是由于本体法工艺本身的局限性，无法生产橡胶含量在20％以上的ABS产品，其产品的抗冲强度受到限制，另外在橡胶粒径控制上相对较难，亦无法达到乳液接枝本体SAN掺混法能达到的高光泽度，使得产品的范围和性能有一定的局限性，还有待进一步改进。
目前，乳液接枝本体SAN掺混法的研究方向是提高胶乳质量，缩短反应停留时间和增大胶乳粒径，而连续本体法的研究方向是橡胶粒径的分布以及大小控制以获得更高的抗冲性能和光泽度，目前在通过不同引发剂、橡胶种类的使用，引入第四单体等方面取得了较大进展。
三、ABS树脂发展
ABS树脂起步于上世纪40年代。
1946年美国橡胶公司采用掺合法工业化生产ABS树脂，1954年美国博格—华纳化学品公司采用乳液接枝法工业化生产ABS树脂先后取得成功。
2002年世界ABS树脂生产能力为630万吨，近5年年均增长6～7%。
2002年世界ABS树脂消费量524万吨，近5年年均增长7～8%，预计2005年将达570万吨、2007年总、将达630万吨，未来增长率将提高。
世界各地区ABS树脂的消费结构有所不同。
西欧ABS树脂主要用于汽车、器具和电信领域；北美除此之外还用于建筑（管材）领域；日本和韩国主要用于汽车领域，亚太其他国家主要用于器具、电信、玩具领域，亚太地区ABS树脂除日本有特殊牌号外，基本上都是通用品、而西欧和北美有大量高性能、混配的特殊ABS树脂产品。
预计2005年ABS树脂消费，美国将达70万吨，西欧将达77万吨，日本将达44万吨。
我国ABS树脂起步于20世纪60年代。
1975年兰化公司采用乳液接枝法建成我国第一套生产能力2000吨/年的装置，1978年上海高桥化工厂用乳液接枝液—乳液AS掺合工艺建成生产能力2000吨/年的装置。
20世纪80年代初期，我国ABS树脂产量为3000吨/年，远远不能满足迅速发展的要求。
1982年兰州石化公司引进日本三菱人造丝公司乳液接枝—悬浮AS掺合工艺建成1万吨/年装置，1983年上海高桥化工厂引进美国钢铁公司（USS）乳液接枝—乳液AS掺合工艺建成2万吨/年装置，1986年底吉林化工公司引进日本东洋工程公司-三井东公司（吨EC-M吨C）连续本体法生产工艺建成1万吨/年装置，1993年大庆石化总厂引进韩国韩南化学公司乳液接枝-本体SAN掺合工艺建成5万吨/年ABS装置。
这些引进装置的建成投产大力促进了我国ABS树脂产业的发展。
20世纪90年代后期，国外公司看好中国市场，纷纷采用合资或独资的方法在我国建立ABS树脂生产基地。
其中韩国LG与浙江宁波甬兴化工厂合资成立浙江宁波甬兴LG化学有限公司，投资9000万美元，采用乳液接枝-本体掺混法生产工艺，于1998年7月建成5万吨/年装置，2002年又扩产到15万吨/年；我国台湾奇美公司、三菱化学、中轻原料和大港开发公司合资建设的江苏镇江奇美公司，投资5500万美元，采用乳液接枝-本体掺混法生产工艺，于2000年建成25万吨/年装置；我国台湾国乔石化公司独资的江苏镇江国亨公司，投资2950万美元，采用乳液接枝—本体掺混法，于1998年8月建成4万吨/年装置；江苏常州塑料集团、常州新港经济发展有限公司共同投资兴建10万吨/年装置，一期5万吨/年于2001年投产、二期5万吨/年于2003年初完工；我国台湾奇美公司在镇江兴建的另一条12.5万吨/31121的ABS树脂生产装置建成投产，2002年吉林石油化工公司将其原有10万吨/a的ABS树脂生产装置扩建到15万吨/a。
经过这一轮建设，我国ABS树脂的生产厂家有9家，年生产能力2000年48万吨、2001年66万吨、2002年96万吨，目前生产能力已达为101万吨。
生产工艺主要采用乳液接枝—本体SAN掺混工艺和乳液接枝悬浮SAN掺混法。
其中：
宁波LG甬兴化工有限公司30万吨/年装置是目前我国最大的ABS树脂生产装置；其余有江苏镇江奇美公司25万吨/年装置，吉林化学工业公司合成树脂厂15万吨/年装置，江苏常州塑料集团公司10万吨/年装置，甘肃兰化公司合成橡胶厂5万吨/年装置，大庆石油化工总厂5万吨/年装置，辽宁盘锦乙烯工业公司5万吨/年装置，江苏镇江国亨有限公司4万吨/年装置，上海高桥石化公司化工厂2万吨/年装置；另有辽宁盘锦渤海化塑工业公司、河南洛阳索普塑胶有限公司、河南洛阳铭腾塑料有限公司、北京国联化学品公司、江苏盐城燕舞公司、上海赛璐配料有限公司、上海大赛璐塑料有限公司等多家SAN掺混厂，年总生产能力达10万吨，但这部分厂家只是购买ABS和SAN粉料进行掺混，不属于合成树脂生产装置，因此不计入总生产能力。
自1946年美国橡胶公司采用掺合法工业化生产ABS树脂以及1954年美国博格—华纳化学品公司采用乳液接枝法工业化生产ABS树脂以来，世界ABS树脂的生产能力得到了很大发展：
1995年420万吨、2001年达到605万吨，年均增长率为6.3%；2002年630万吨，其中北美地区116万吨、约占18.4%；西欧地区125万吨、约占19.8%，日本64.5万吨、约占10.2%；我国台湾154万吨、约占24.4%。
在生产装置中，我国台湾奇美公司100万吨/年装置是目前世界上最大的ABS树脂生产装置，生产能力约占世界15.9%；其次是美国GE公司、我国台湾台塑化纤公司、美国Bayer公司，生产能力分别占世界6.7%、5.7%和5.1%。
我国台湾已成为全球ABS树脂产业领军企业。
四、ABS树脂需求状况及市场前景
ABS树脂消费水平增长快于生产。
世界ABS树脂的总消费量，1994年317万吨，2000年448万吨，2001年490万吨，年均增长率为7.5%；2002年524万吨，比2001年增长7.0%，其中电子和器具占消费总量的44%，汽车占消费总量的30%，建筑占消费总量的19%，其他消费占消费总量的7%。
预计2005年世界ABS树脂总消费量将达570万吨，2007年总需求量将达630万吨。
世界各地区ABS树脂的消费结构有所不同：
西欧ABS树脂主要用于汽车、器具和电信领域；北美除此之外还用于建筑（管材）领域；日本和韩国主要用于汽车领域，亚太其他国家主要用于器具、电信、玩具领域。
亚太地区ABS树脂除日本有特殊牌号外，基本上都是通照品、而西欧和北美有大量高性能、混配的特殊ABS树脂产品。
尽管我国ABS树脂的生产能力和产量增长很快，但仍不能满足实际生产的需求，每年都要大量进口且进口量逐年增加。
根据海关统计，1992年进口43.51万吨，1997年进口102.7万吨，年均增长18.7%；1999年进口133.4万吨，2000年进口146.9万吨，2002年进口163.8万吨。
1995年～2000年年均增长12.8%，1997年～2002年年均增长9.8%。
我国ABS树脂进口主要来源是我国台湾省、日本和韩国，占总进口量的80%以上，其中又以我国台湾省的进口量为最大，约占进口总量的45%；日本和美国的进口比例逐年下降，韩国和泰国的进口比例逐渐上升。
2002年总进口量163.8万吨，其中台湾省74.2万吨、占45.3%，日本14.7万吨、占9.0%，韩国50.4万吨、占30.8%、马来西亚10.6万吨、占6.5%，美国1.1万吨、占0.7%，泰国9.5万吨、占5.8%。
我国ABS树脂的消费量增长十分快速。
1990年表观消费量11.94万吨/年，1992年表观消费量45.18万吨，翻了约3.8倍；1993年表观消费量比1992年增长14.74%；1994年表观消费量比1993年增长40.2%。
从1995年开始，进入稳步增长时期；1998年表观消费量首次突破100万吨，达到114万吨；此后消费量不断增加，2000年174.05吨，2002年196.84万吨，1997年～2002年消费量的年均增长14.8%。
2003年我国ABS表观消费量为269.67万吨，已占据全球消费市场的半壁江山，超过美国成为世界最大的消费市场。
业内人士预测，未来几年我国ABS市场需求量仍将以较快的速度增长，2005年和2010年需求量将分别达到350万吨和500万吨，占世界需求总量的51%和56%。
目前，ABS树脂主要消费领域如下：
1、电子和电器，大型家电产品中增长较快的是电子计算机、空调和复印机等。
其中计算机、空调器、复印机增长迅速并将会成为ABS树脂消费量增长新动力；电冰箱、电话机平稳增长。
电子及电器产品对ABS树脂的消费量将以年均约5.6%的速度增长，到2005年消费量将达到176.0万吨。
2、小型电器，ABS树脂在小型电器领域的应用范围不断扩大，主要包括计算器、食品加工机、电动剃须刀、寻呼机、手机、充电器、电吹风等。
电视机、洗衣机等家电市场供大于求，加之改性聚丙烯等替代品也渗透和覆盖，ABS在大型家电市场消费总体上呈逐年下降趋势，在小家电和办公设备产品消费市场的应用则悄然升温，消费量后来居上。
2003年我国ABS树脂在小型电器领域的消费量为98万吨，占ABS总消费量的36.5%，预计将以年均约10%的速度增长，到2005年达到119.2万吨。
3、交通运输，主要用在汽车和摩托车的仪表盘、车轮罩、散热器隔栅、空调器、行李箱以及手柄等部件上。
2000年我国汽车产量、207万辆、保有量1580万辆，2000年ABS树脂在汽车领域中消费4万吨，2005年我国汽车产量将达到320万辆、保有量将达到2545万辆，预计2005年共需要ABS树脂6.3万吨，其中生产用2.4万吨、维修用3.9万吨。
2000年我国摩托车产量1100万辆，消耗ABS树脂5.5万吨（其中维修用2万吨），预计2005年摩托车产量将达到1300万辆，对ABS树脂的消费量将达到6.4万吨，其中生产用3.6万吨、维修用2.8万吨。
4、轻工领域，主要用于箱包、玩具和板材等，我国作为电子游戏机、玩具乐器、玩具模型生产大国，在轻工制造方面要使用大量ABS树脂，2003年消费40.3万吨，预计2005年将达到48.8万吨。
展望未来，ABS消费最有潜力的领域当属交通运输业。
汽车、摩托车生产和消费的大幅度提速，为ABS的应用打开了广阔的市场空间，预计ABS在交通运输业领域的应用将有较大潜力，汽车、摩托车生产和消费的大幅度提速，汽车内饰件制品将成为ABS市场新的消费亮点，游艇和活动房屋等休闲用品也为ABS市场打开了新的销路。
ABS在管材和管件等建材、医疗器械和合金共混物的应用上也有着良好的市场前景。
五、ABS树脂未来发展
1、外资抢占国内市场。
我国现已成为世界最大ABS进口国，占世界ABS贸易量的60%以上。
2003年我国ABS产量达到92.8万吨，自给率为34.41%，供需制缺口达到177万吨，进口量约179.1万吨。
我国ABS树脂继续面临扩能增产的新挑战。
较低的自给率和持续升温的市场刺激了国际ABS企业在我国的投资，也吸引了全球一些大型ABS供应商产品蜂拥而至。
我国ABS树脂进口来源地集中度非常高，主要为我国台湾地共、韩国、日本、马来西亚、泰国及美国6地，占部进口量的96%以上。
其中台湾地区进口量始终独占鳌头，韩国稳坐次席，从日本的进口以专用料为主，近年来进口量有所下降，从马来西亚和泰国的进口数量比例虽然不大，但增长势头却很猛。
近年来，台湾地区、韩国的ABS市场已进入成熟期，由于内需增长停滞或下降，对出口市场依赖度越来越大，因此，扩大对华出口，瞄准和争夺中国大陆这块全球瞩目的最大供需缺口，就成为这些生产商的必然选择。
为此，这些企业一方面加大投资力度，加快本土装置扩能速度，大幅度提升产品的竞争力；另一方面采取独资或合资的方式，把生产装置直接建在我国ABS市场需求腹地，这是降低运输成本，扩大市场占有率，实现外资企业本土化扩张战略的最有效途径。
韩国LG公司和台湾奇美实业公司是两家颇具竞争实力的生产商和供应商，经过几年资本扩张，在国内市场上占据主导地位。
LG化学公司加快扩建中国ABS工程，宁波LG甬兴化学公司（LG和甬兴化学公司75/25的ABS合资企业）于2002年10月完成宁波7.5万吨/年ABS能力扩建，使其总能力提高到22.5万吨/年。
该合资企业第二次扩能7.5万吨/年，原定2004年底完成，鉴于中国ABS消费比原预计的增长速度要快，已提前完成。
目前能生产30万吨/年ABS。
面对中国ABS需求的迅速增长，LG化学还计划使宁波的30万吨/年ABS装置能力再翻一番，达到60万吨/年。
并准备在广东省建设第二套ABS装置。
这将使LG化学公司ABS总能力到2008年达到110万吨/年，将超过奇美公司和拜尔公司成为ABS市场的领先者。
目前奇美实业ABS年产能为25万吨、聚苯乙烯30万吨。
就苯乙烯衍生物总产能比较，仅次于南韩三星化学，产能排名内地第二。
奇美实业拟扩建25万吨/年的ABS新厂，预计2005年投产，届时总产能将达50万吨，成为内地苯乙烯衍生物第一大厂。
其他一些海外公司也看好中国ABS市场，拟在中国扩增或建设ABS新装置。
国乔转投资的镇江国亨石化，也不遑多让，正积极规划年产25万吨的ABS生产厂，投产后总产能亦达50万吨。
因国亨镇江厂没有PS生产线，单就ABS产品排名，将与奇美镇江厂不相上下。
台塑企业旗下台化公司更是来势汹汹，一口气在浙江宁波北仑经济技术特区，设立年产能30万吨的PS以及ABS生产厂。
两厂明年投产后，苯乙烯衍生物总产能将仅次于奇美镇江厂。
台湾台达化学公司也计划在珠海建设5万吨/年ABS装置。
台湾化学和纤维公司在宁波建设15万吨/年ABS装置，拟2005年初投运。
总投资额15.6亿元的中国石化上海高桥分公司的ABS树脂工程，获得国家改革和发展委员会批准，其技术转让合同也获得商务部批准。
该工程装置能力为年产20万吨ABS树脂，工程将在2004年10月开工，计划于2006年3月建成投产。
此工程的兴建将较大地改变我国ABS树脂依赖进口的局面。
上海高化ABS树脂工程将建在上海化学工业区内，引进美国陶氏化学公司的连续本体法工艺。
2、行业内缺“领头羊”。
反观国内ABS生产企业，尽管在装置建设和进入市场初期，具有本土、市场先入及上下游一体化优势。
但是，与虎视眈眈的外资企业比较，国内ABS生产企业扩能速度远远滞后于快速发展的需求增长速度，远远满足不了国内市场日益增长的需求，仅能勉强维持现有的客户群，眼睁睁看着国内大部分市场份额被世界ABS列强瓜分殆尽。
此外，企业的原料优势也没有得到充分的发挥。
由于我国ABS市场“牛气冲天”，未来二三年内将有近百万吨产能面世。
在国内外竞争不断加剧的情况下，国内ABS企业应加快装置扩能速度，适当进行产业重组，打造“领头羊”型的大型企业，才能增强与外资竞争对手抗衡的实力，使国产ABS产品占有一席之地。
尽管我国ABS树脂消费市场仍行进在快车道上，但是潜藏的危机不可小视。
主要受到两方面因素制约。
一是原料的供应对外依存度过大。
我国ABS装置上下游一体化比例非常低，ABS是一种三元共聚物，3种基本原料丙烯腈、丁二烯、苯乙烯全部靠外购和进口解决，任何一种原料的供应链中断都将严重影响生产，这将严重影响国产ABS行业的发展。
二是替代品的冲击。
价格优势明是的改性聚丙烯、高抗冲聚苯乙烯、聚氯乙烯等都会对ABS部分终端市场构成威胁，欧美ABS市场盛极而衰的发展历程将很有可能在我国市场上重视。
3、扩大产能，加快新产品研究发。
目前世界上能以本体聚合工艺生产ABS树脂的仅有陶氏化学、GE塑料等少数跨国公司。
我国上海焦化公司与上海华谊（集团）公司、上海塑料公司等联合投资建立的上海华谊本体聚合技术开发公司，经过近两年的工程建设、联动试车，终于2003年试生产成功本体法ABS产品，填补了国内空白，形成了自主知识产权的工业生产技术。
经过5年近千次的小试研究和中间放大实验，兰州石化公司石化研究院研制开发的高胶ABS接枝粉和板材专用ABS树脂，于2004年初在兰州石化公司合成橡胶厂成功实现工业化。
高胶ABS接枝粉胶含量高、冲击性能好、延展性优良、易加工成型，可广泛应用于树脂改性和各种牌号ABS树脂的生产中。
板材ABS树脂在冰箱制造业和汽车制造行业有着广泛的用途。
中国石油吉林石化分公司研究院研制成功阻燃ABS专用料。
ABS专用料主要用于电脑显示器外壳、办公自动化设备外壳、家用电器及汽车零部件等领域。
目前国内所用的ABS专用料，尤其是耐中、高温阻燃专用料大都依赖进口，2002年进口量达163.8万吨，需求量很大。
该公司研制的阻燃ABS专用料，以通用型树脂为基料，外加阻燃剂、稳定剂及其他助剂组成。
产品热稳定性好，耐热温度可根据性能需要确定；阻燃剂不析出、毒性小；耐候性好，加工性能优良，可完全替代进口产品。
专用料的经济效益也可观，通用型树脂价格一般为0.8~1.1万元/吨，而阻燃专用料的价格在1.2~1.5万元/吨
我国ABS树脂的生产发展速度仍滞后于市场需求的增长速度，每年尚需大量进口，应在提高现有装置开工率的同时，进一步扩大生产能力，提高产品的自给率，从根本上缓解供需矛盾。
目前我国ABS树脂总生产能力已超过100万吨/年，但开工率较低，其重要原因是原料供应短缺，原料苯乙烯供应长期紧张，丙烯腈和丁二烯也供应偏紧，丙烯腈属高毒性品种，也受到运输制约，因此新建ABS装置应靠近原料地区，以保证原料供应。
还应调整产品结构，国外ABS树脂产品向高性能化、功能化、多品种化方向发展，各种专用料已系列化，可满足不同层次、不同用户的各种需求，而我国大多ABS厂家只能生产通用型产品，今后应大力发展抗冲击、耐热、耐候、高流动、阻燃、高光泽、抗静电、抗电磁屏蔽、抗振动阻尼等专用树脂品种以及生产电冰箱、头盔、板材和汽车仪表板等各种专用料的开发，改变我国ABS树脂品种单一、质量档次低的状况。
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